KR20090018028A - 광 공간 전송 시스템에 사용되는 수신 장치 - Google Patents

광 공간 전송 시스템에 사용되는 수신 장치 Download PDF

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KR20090018028A
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히로유키 사사이
츠토무 니이호
마리코 나카소
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파나소닉 주식회사
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Abstract

본 발명은 광 공간 전송 시스템에 사용되는 수신 장치에 관한 것으로, 복수의 광 신호(R1, R2)를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호(r1, r2)로 각각 변환하는 복수의 광 수신부(121, 122)와, 복수의 전기 신호(r1, r2)에 대해서, 공간 중을 복수의 광 신호가 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거(cancel)하는 처리를 실시하는 제 1 연산부(130)와, 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호(t1’, t2’)에 대해서, 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 제 2 연산부(140)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

광 공간 전송 시스템에 사용되는 수신 장치{RECEIVER APPARATUS FOR USE IN OPTICAL SPACE TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 광을 무선 신호로서 사용하는 광 공간 전송 시스템에 사용되는 수신 장치에 관한 것이고, 보다 특정적으로는 복수의 광 송신부로부터 방사되는 광 신호를 수신하는 광 공간 전송 시스템에 사용되는 수신 장치에 관한 것이다.
자유 공간을 통하여 광을 사용한 무선 신호(이하, 광 신호라고 함)를 전송하는 광 공간 전송 시스템은 실내에서 사용되는 가정용 오디오·비디오 기기 및 텔레비전 수상기에서 채널 선택 등을 실시하는 리모트 컨트롤 장치 등에 사용된다. 상기 리모트 컨트롤 장치가 광 신호를 송신하는 경우의 데이터 전송 속도는 1Mbps 이하 정도로 비교적 저속이다. 이 때문에, 송신 장치인 이 리모트 컨트롤 장치가 방사하는 광 신호를 포함한 광빔의 확산 각도를 넓게 해도, 수신 장치는 충분한 신호 대 잡음 전력비(이하, SNR이라고 함)을 확보할 수 있다.
한편, 텔레비전 모니터와 튜너 사이에서는 100Mbps~수 Gbps 정도의 고속으로 광 공간 전송을 실시하고 싶은 요망이 있다. 이와 같은 고속 광 공간 전송을 실현하기 위해서는 수신 장치의 수광 전력을 보다 증대시킬 필요가 있다. 이 수광 전력을 보다 증대하는 방법으로서 이하의 것이 있다.
제 1 방법으로서는 송신 장치가 광 신호를 포함하는 광빔의 확산 각도를 작게 하고, 그리고 조사하는 광빔의 광축을 정밀도 좋게 수신 장치에 입사하도록 조정하는 것이 있다. 이 경우, 조정한 광축의 위치 정밀도를 유지할 필요가 있고, 복잡한 광축 조정 기구가 필요해진다.
제 2 방법으로서는 광 신호를 포함한 광빔을 방사하는 복수의 광원 및 이 광빔을 수신하는 복수의 수광기를 사용하는 방법이 있다. 이 방법은 전송하는 신호를 분할하고, 이들 분할된 신호를 각각 동시에 전송하는 것이다. 이 방법을 일반적으로 광 MIMO(Multiple Input Multiple Output)이라고 한다. 이 방법에 의해, 각각의 광빔이 전송하는 광 신호의 전송 속도를 저속으로 할 수 있고, 또한 각각의 수광기의 수광 전력을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 수신 장치는 소정의 SNR(Signal to Noise Ratio)를 얻으면서 수신 장치 전체로서 수광 전력을 증대시킬 수 있다. 이하에, 제 2 방법에 대해서 설명한다.
도 9는 상기한 제 2 방법을 사용한 종래의 광 공간 전송의 구성 개념을 도시한 도면이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 송신 장치(1023)는 광원(1101, 1103 및 1105)를 구비한다. 그리고, 수신 장치(1024)는 수광 소자(1102, 1104 및 1106)와 신호 처리부(1022)를 구비한다.
광원(1101, 1103 및 1105)은 n계통의 송신 신호(Il~In)를 각각 광 신호로 변환하여 방사한다. 이들 방사되는 광 신호는 예를 들어 자유 공간에 방사되고, 수광 소자(1102, 1104 및 1106)로 전송된다. 수광 소자(1102, 1104 및 1106)는 전송 된 각 광 신호를 전기 신호인 수광 신호(Sl~Sm)로 변환하여 신호 처리부(1022)로 입력한다. 또한, 여기에서 m은 n보다 큰 자연수로 하고 있다. 신호 처리부(1022)는 광원의 수와 동일한 수인 n계통의 수신 신호(Ol~On)를 출력한다.
여기에서, 송신 신호(Il~In)가 각 요소인 행렬을 I로 하고, 신호 처리부(1022)에 입력되는 수광 신호(Sl~Sm)가 각 요소인 행렬을 S로 하고, 광원으로부터 수광 소자로 광 신호가 전달될 때의 전달 계수(h11~hmn)가 각 요소인 전달 계수 행렬을 H로 한다. 이에 의해, 행렬 I와 행렬 S는 전달 계수 행렬 H를 이용하여 관계가 형성되고, S=H*I라는 식으로서 나타낼 수 있다. 여기에서 *는 행렬의 곱을 나타낸다. 또한, 신호 처리부(1022)로부터 출력되는 수신 신호(Ol~On)가 각 요소인 행렬을 O로 하고, 신호 처리부(1022)가 실시하는 처리를 나타내는 전달 계수 행렬을 Φ로 한다. 이에 의해, 행렬 O와 행렬 S는 전달 계수 행렬 Φ를 사용하여 서로 관계가 형성되고, O=Φ*S라는 식으로 나타낼 수 있다. 이들 2개의 식으로부터 O=Φ*H*I라는 식이 유도된다. 그리고, 신호 처리부(1022)는 O=Φ*H*I의 [Φ*H]의 부분을 대각화(對角化)하는 처리를 실시함으로써, 공간을 통하여 전송되는 각 광 신호의 공간적인 중첩(넓은 의미에서는 각 광 신호가 공간 중을 전반(propagation)함으로써 발생하는 간섭 성분이라고 해석할 수 있다)을 제거한다. 이 결과로서, 종래의 수신 장치(1024)는 각 광 신호로부터 송신 신호(Il~In)에 대응하는 수신 신호(Ol~On)를 독립하여 재생할 수 있다.
상기와 같이 종래의 수신 장치는 각각의 수신 소자의 수광 전력을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 종래의 수신 장치는 소정의 SNR을 얻으면서 수광 전력을 증대시킬 수 있다. 이 결과로서, 각 광원으로부터 출력되는 광빔의 확산의 각도를 작게 하여 광빔의 광축 방향을 정밀도 좋게 조정하지 않고 고속 광 공간 전송을 실현할 수 있다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 2005-6017호(제 5-8페이지, 도 1, 2)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그러나, 상술한 종래의 수신 장치의 구성에서는 복수의 광원으로부터 출력되는 광 신호의 파장이 동일한 또는 근사하고 있는 경우에는 광 신호가 서로 간섭함으로써 발생하는 광 비트 간섭 잡음(넓은 의미에서는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형으로 해석할 수 있음)의 영향을 받는 문제가 있다. 이에 의해, 서로 파장이 다른 광빔을 방사하는 광원을 사용할 필요가 있으므로, 동일한 파장의 광빔을 방사하는 광원을 사용하는 경우보다도 관리 비용이 드는 문제가 있다.
그 때문에, 본 발명의 목적은 광 비트 간섭 잡음을 감소시킴으로써, 서로 파장이 다른 광빔을 방사하는 광원을 사용할 필요가 없는 광 공간 전송 장치를 제공하는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 공간 중에 방사된, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호를 수신하는 광 공간 전송용 수신 장치를 지향하고 있다. 그리고, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광 공간 전송용 수신 장치는 복수의 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 복수의 광 수신부와, 복수의 전기 신호에 대해서 공간 중을 복수의 광 신호가 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 처리를 실시하는 제 1 연산부와, 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호에 대해서, 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 제 2 연산부를 구비한다.
또한, 바람직하게는 제 2 연산부는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하가 아닌 경우에는 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호에 대해서, 또한 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리를 실시한다.
또한, 바람직하게는 제 2 연산부는 제 1 연산부에서 처리된 1그룹의 복수의 전기 신호와, 상기 1그룹의 복수의 전기 신호에 대해서 제 2 연산부에서 처리된 복수 그룹의 복수의 전기 신호 중에서, 최적인 1그룹의 복수의 전기 신호를 복수의 송신 전기 신호로서 결정한다.
또한, 제 1 연산부는 전송로 측정에 의해 얻어진 전반 계수의 값을 사용하여 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하고, 제 2 연산부는 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 얻어진 광 비트 간섭 성분의 값을 사용하여, 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거해도 좋다.
또한, 광 비트 간섭 성분은 복수의 광 신호를 방사하는 복수의 광 송신부 중 어느 2개의 광 송신부만으로부터 동시에 방사된 광 신호를 복수의 광 수신부가 수신하는 것을, 2개의 광 송신부의 모든 조합으로 실행함으로써 측정되어도 좋다.
또한, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호는 인접하는 상기 광 신호의 편파(偏波)가 각각 직교하고 있고, 제 2 연산부는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인 경우에는 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호를, 복수의 송신 전기 신호로서 출력해도 좋다.
본 발명은 공간 중에 방사된, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호를 수신하는 광 공간 전송용 수신 방법도 지향하고 있다. 그리고, 상기한 목적을 달성시키기 위해 본 발명의 광 공간 전송용 수신 방법은, 복수의 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 단계와, 복수의 전기 신호에 대해서 공간 중을 복수의 광 신호가 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계와, 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 단계를 구비한다.
또한, 바람직하게는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하가 아닌 경우에는 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리를 실시하는 단계를 추가로 구비한다.
또한, 바람직하게는 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계에서 처리된 1그룹의 복수의 전기 신호와, 상기 1그룹의 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 단계에서 처리된 복수 그룹의 복수의 전기 신호 중에서 최적인 1그룹의 복수의 전기 신호를 복수의 송신 전기 신호로서 결정하는 단계를 추가로 구비한다.
또한, 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계에서는, 전송로 측정에 의해 얻어진 전반 계수의 값을 사용하고, 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 단계에서는 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 얻어진 광 비트 간섭 성분의 값을 사용해도 좋다.
또한, 광 비트 간섭 성분은 복수의 광 신호를 방사하는 복수의 광 송신부 중 어느 2개의 광 송신부만으로부터 동시에 방사된 광 신호를 복수의 광 수신부가 수신하는 것을, 2개의 광 송신부의 모든 조합으로 실행함으로써 측정되어도 좋다.
또한, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호는 인접하는 상기 광 신호의 편파가 각각 직교하고 있고, 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인 경우에는, 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호를, 복수의 송신 전기 신호로서 출력해도 좋다.
본 발명은 공간 중에 방사된, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호를 수신하는 광 공간 전송용 수신 장치가 실행하는 프로그램도 지향하고 있다. 그리고, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 프로그램은 복수의 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 단계와, 복수의 전기 신호에 대해서 공간 중을 복수의 광 신호가 전반함으로서 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계와, 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 단계를 실행한다.
(발명의 효과)
상기와 같이, 본 발명에 의하면 복수의 광원으로부터 출력되는 광 신호의 파장이 동일 또는 근사하고 있는 경우에도, 광 비트 간섭 잡음의 영향을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 광 공간 전송을 실시할 때, 서로 파장이 다른 광빔을 방사하는 광원을 선택할 필요가 없다. 이에 의해, 서로 다른 파장의 광빔을 방사하는 광원을 사용하는 경우보다도 관리 비용을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 수신 장치를 사용하는 광 공간 전송 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2는 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우의 전송로를 측정할 때의 조건을 도시한 도면,
도 3은 광 송신부와 광 수신부가 각 4개인 경우의, 전송로를 측정할 때의 조건 및 각 광 수신부의 수광 강도의 일례를 도시한 도면,
도 4는 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우의 광 비트 간섭 성분을 측정할 때의 조건을 도시한 도면,
도 5는 광 송신부와 광 수신부가 각 4개인 경우의, 광 비트 간섭 성분을 측정할 때의 조건 및 각 광수광부의 수광 강도의 일례를 도시한 도면,
도 6은 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정의 플로우차트를 도시한 도면,
도 7은 수신 장치가 전송되는 광 신호의 공간적 중첩 및 광 비트 간섭 성분을 제거하는 플로우차트,
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 관한 수신 장치의 수신 프레임의 구성예를 도시한 도면, 및
도 9는 종래의 광 공간 전송용 수신 장치의 구성 개념을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
111: 제 1 광 송신부 112: 제 2 광 송신부
113, 1023: 송신 장치 121: 제 1 광 수신부
122: 제 2 광 수신부 130: 제 1 연산부
140: 제 2 연산부 150, 1024: 수신 장치
1101, 1103, 1105: 광원 1102, 1104, 1106: 수광 소자
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 수신 장치를 사용하는 광 공간 전송 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 광 공간 전송 시스템은 송신 장치(113)와 수신 장치(150)를 구비한다. 송신 장치(113)는 제 1 광 송신부(111)와 제 2 광 송신부(112)를 포함한다. 그리고, 수신 장치(150)는 제 1 광 수신부(121), 제 2 광 수신부(122), 제 1 연산부(130) 및 제 2 연산부(140)를 포함한다. 또한, 이하에서는 광 송신부 및 광 수신부가 각각 2개의 경우에 대해서 주로 설명하지만, 광 송신부 및 광 수신부는 각각 3개 이상이어도 좋다.
이하에, 송신 장치(113) 및 수신 장치(150)의 동작에 대해서 설명한다. 제 1 광 송신부(111)는 송신할 데이터를 갖는 전기 신호(t1)(이하, 송신 전기 신호(t1)라고 함)를 입력한다. 제 2 광 송신부(112)는 송신할 데이터를 갖는 전기 신호(t2)(이하, 송신 전기 신호(t2)라고 함)를 입력한다. 그리고, 제 1 광 송신부(111)는 송신 전기 신호(t1)를, 송신할 데이터를 갖는 광 신호(T1)(이하, 송신 광 신호(T1)라고 함)으로 변환하여 공간에 방사한다. 동일하게, 제 2 광 송신부(112)도 송신 전기 신호(t2)를, 송신할 데이터를 갖는 광 신호(T2)(이하, 송신 광 신호(T2)라고 함)으로 변환하여 공간에 방사한다. 이 때, 송신 광 신호(T1 및 T2)는 확산 각도가 있는 광빔으로 하여 방사된다. 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 가장 간단한 형식은 2값 디지털 신호이다. 이하에서는 일례로서 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 형식을, 2값 디지털 신호로서 설명한다.
여기에서, 송신 광 신호(T1)의 발진 주파수를 ω1로 하고, 송신 광 신호(T2)의 발진 주파수를 ω2로 하고, 송신 광 신호(T1)의 위상 잡음을 φ1로 하고, 송신 광 신호(T2)의 위상 잡음을 φ2로 하고, 송신 전기 신호(t1)가 「1」인 경우의 광전력을 P1로 하고, 송신 전기 신호(t2)가 「1」인 경우의 광전력을 P2로 한다. 이와 같이 하면, 송신 광 신호(T1 및 T2)와 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 관계는 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 의해 표시된다.
Figure 112008072646287-PCT00001
Figure 112008072646287-PCT00002
다음에, 제 1 광 수신부(121)는 방사된 송신 광 신호(T1 및 T2)를 공간을 통하여 수신 광 신호(R1)로서 수광한다. 동일하게, 제 2 광 수신부(122)도, 방사된 송신 광 신호(T1 및 T2)를 공간을 통하여 수신 광 신호(R2)로서 수광한다.
여기에서, 송신 광 신호(T1)가 제 1 광 수신부(121)에 수광되는 경우의 송신 광 신호(T1)의 전반 계수를 h11로 하고, 송신 광 신호(T1)가 제 2 광 수신부(122)에 수광되는 경우의 송신 광 신호(T1)의 전반 계수를 h21로 한다. 동일하게, 송신 광 신호(T2)가 제 1 광 수신부(121)에 수광되는 경우의 전반 계수를 h12로 하고, 송신 광 신호(T2)가 제 2 광 수신부(122)에 수광되는 경우의 전반 계수를 h22로 한다. 이와 같이 하면, 송신 광 신호(T1 및 T2)와 수신 광 신호(R1 및 R2)의 관계는 다음 수학식 3에 의해 표시된다.
Figure 112008072646287-PCT00003
다음에, 제 1 광 수신부(121)는 자승(自乘) 검파함으로써 수신 광 신호(R1)를 수신 전기 신호(r1)로 변환하여 제 1 연산부(130)로 출력한다. 동일하게, 제 2 광 수신부(122)는 자승 검파함으로써 수신 광 신호(R2)를 수신 전기 신호(r2)로 변환하여 제 1 연산부(130)로 출력한다.
여기에서, 수신 광 신호(R1)를 수신 전기 신호(r1)로 변환할 때의 변환 효율을 b1으로 하고, 수신 광 신호(R2)를 수신 전기 신호(r2)로 변환할 때의 변환 효율을 b2로 한다. 이와 같이 하면, 수신 광 신호(R1 및 R2)와 수신 전기 신호(r1 및 r2)의 관계는 다음의 수학식 4 및 수학식 5에 의해 표시된다.
Figure 112008072646287-PCT00004
Figure 112008072646287-PCT00005
그리고, 수학식 1 내지 수학식 5까지 고려하면, 송신 전기 신호(t1 및 t2)와 수신 전기 신호(r1 및 r2)의 관계는 다음의 수학식 6 및 수학식 7에 의해 표시된다. 또한, 자승 검파시에 발생하는 성분에서, 취출하는 주파수 성분은 수광 소자의 응답 속도로 제한된다.
Figure 112008072646287-PCT00006
Figure 112008072646287-PCT00007
여기에서, 이하의 수학식 8에 의해 수학식 6 및 수학식 7의 각 항을, 이하의 k11, k12, k21, k22, n1 및 n2(수학식 8 내지 수학식 11)로 치환하여 정리한다.
Figure 112008072646287-PCT00008
Figure 112008072646287-PCT00009
Figure 112008072646287-PCT00010
Figure 112008072646287-PCT00011
이에 의해, 송신 전기 신호(t1 및 t2)와 수신 전기 신호(r1 및 r2)의 관계는 최종적으로 이하의 수학식 12에 의해 표시된다.
Figure 112008072646287-PCT00012
그리고, 수학식 12는 이하의 수학식 13으로 변형할 수 있다.
Figure 112008072646287-PCT00013
여기에서, 수학식 13의 n1 및 n2는 광 비트 간섭 성분(넓은 의미에서는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형으로 해석할 수 있음)이다. 광 비트 간섭 성분이라는 것은 주파수의 접근한 복수개의 광파가 중합됨으로써 발생하는 주파수의 맥놀이를 광수신기 등에서 검출했을 때의 출력 신호 성분이다. 그리고, 이 광 비트 간섭 성분은 잡음 성분이다. 그리고, 수학식 10 및 수학식 11이 나타낸 바와 같이, 이 잡음 성분인 n1 및 n2는 송신 전기 신호(t1 및 t2)를 함께 포함하고 있다. 따라서, 이 n1 및 n2는 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 양방에 의존하여 전력이 변화된다. 이에 의해, 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 값이, 쌍방 모두 「1」인 경우에는 잡음 성분인 n1 및 n2가 발생한다. 그리고, 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 값 중 어느 것이 「0」인 경우에는 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)의 값은 「0」이 되므로, 원칙적으로 잡음 성분인 n1 및 n2는 발생하지 않는다. 이와 같이, 2개의 송신 광 신호(T1 및 T2)가 동시에 방사되는 경우에, 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)이 발생한다. 또한, 광 송신부 및 광 수신부가 각각 3개 이상인 경우에는 2개 이상의 송신 광 신호가 동시에 방사되는 경우에 광 비트 간섭 성분이 발생한다.
이하에서는 이 광 비트 간섭 성분에 대해서도 고려하여 송신 전기 신호(t1 및 t2)를 재생하기 위한 동작에 대해서 설명한다. 수학식 13이 나타낸 바와 같이, k11~k22를 요소로하는 행렬의 역행렬을 구함으로써, 수신 전기 신호(r1 및 r2)로부 터 송신 전기 신호(t1 및 t2)를 구할 수 있다. 그러나, 상기와 같이, 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 값의 쌍방이 「1」인 경우에는 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)의 영향이 발생한다. 그래서, 이후에 설명한 바와 같이, 제 1 연산부(130)가 연산 1을 실시한 후에 제 2 연산부(140)가 연산 2를 실시함으로써, 수신 장치(150)는 공간을 통하여 전송되는 각 광 신호의 공간적인 중첩(넓은 의미에서는 각 광 신호가 공간 중을 전반함으로써 발생하는 간섭 성분으로 해석할 수 있음)을 제거하고, 또한 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)을 제거하여 송신 전기 신호(t1 및 t2)를 재생한다.
상술한 연산 1 및 연산 2를 실현하여 통신을 실시하므로, 본 발명의 수신 장치를 사용하는 광 공간 전송 시스템은 통신 개시전에, 종래 기술을 사용하여 전송로 측정을 실시한다. 예를 들어, 이동 가능한 수신 장치(150)를 사용하여 통신을 실시하는 경우에는 송신 장치(113)와 수신 장치(150)의 위치 관계가 변화되므로, 송신 장치(113)와 수신 장치(150) 사이에서 전송로 측정이 실시된 후에 통신이 개시된다. 또한, 송신 장치(113) 및 수신 장치(150)를 건물 등에 고정하여 통신을 실시하는 경우에는 원칙적으로, 상기 고정했을 때에만 전송로 측정을 실시하면 좋다. 여기에서, 전송로 측정이라는 것은 이 경우, 제 1 광전송부(111) 및 제 2 광전송로(112)로부터 제 1 광 수신부(121) 및 제 1 광 수신부(122)로 송신 광 신호(T1 및 T2)가 전달되었을 때의 송수신 레벨차와 전반 시간을 나타내는 전달 계수(h11~h22)의 값을 구하는 것이다.
도 2는 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우의 전송로를 측정할 때의 조 건을 도시한 도면이다. 이하에, 전송로 측정을 실시하는 방법에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 우선 제 1 광 송신부(111)는 값이 「1」인 송신 전기 신호(t1)를 송신 광 신호(T1)로 변환하여 제 1 광 수신부(121) 및 제 2 광 수신부(122)로 송신한다. 여기에서 제 2 광 송신부(112)는 송신 전기 신호(T2)를 송신하지 않는다. 송신 광 신호(T1)는 공간 중을 전반한 후에 제 1 광 수신부(121)에 의해 수신 광 신호(R1)로서 수신되고, 또한 공간 중을 전반한 후에 제 2 광 수신부(122)에 의해 수신 광 신호(R2)로서 수신된다(도 1을 참조). 그리고, 제 1 연산부(130)는 송신 광 신호(T1)와, 수신 광 신호(R1) 및 광 신호(R2)가 동일한 값이 되도록 전달 계수(h11 및 h21)를 정한다(수학식 3을 참조). 동일하게, 제 2 광 송신부(112)는 값이 「1」인 송신 전기 신호(t2)를 송신 광 신호(T2)로 변환하여 제 1 광 수신부(121) 및 제 2 광 수신부(122)로 송신한다. 여기에서, 제 1 광 송신부(111)는 송신 광 신호(T1)를 송신하지 않는다(도 2를 참조). 송신 광 신호(T2)는 공간 중을 전반한 후에 제 1 광 수신부(121)에 의해 수신 광 신호(R1)로서 수신되고 또한, 공간 중을 전반한 후에 제 2 광 수신부(122)에 의해 수신 광 신호(R2)로서 수신된다(도 1을 참조). 그리고, 제 1 연산부(130)는 송신 광 신호(T2)와 수신 광 신호(R1) 및 광 신호(R2)가 동일한 값이 되도록 전달 계수(h12 및 h22)를 정한다(수학식 3을 참조). 이상의 처리에 의해 제 1 연산부(130)는 전달 계수(h11~h22)의 값을 구할 수 있다. 그리고, 제 1 연산부(130)는 통신 개시에 앞서, 구한 전달 계수(h11~h22)의 값을 유지한다.
또한, 광 송신부와 광 수신부가 각 3개 이상인 경우의 전송로를 측정할 때의 조건 및 각 광 수신부의 수광 강도로서, 도 3에 광 송신부와 광 수신부가 각 4개인 경우의 광전송를 측정할 때의 조건 및 각 광 수신부의 수광 강도의 일례를 도시한다. 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 광 송신부 중 어느 1개만이, 값이 「1」인 송신 전기 신호를 송신 광 신호로 변환하여 각 광 수신부로 송신한다. 여기에서, 다른 3개의 광 송신부는 송신 광 신호를 송신하지 않는다. 그리고, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 송신 광 신호는 공간 중을 전반한 후에 각 광 수신부에 의해 각각 수신 광 신호로서 수신된다. 예를 들어, 제 1 광 송신부만이 송신 광 신호를 각 광 수신부로 송신하는 경우에는(도 3의 굵은 테두리로 표시한 열을 참조), 제 1 수신부는 「1.0」의 수광 강도로 수신하고, 제 2 수신부는 「0.4」의 수광 강도로 수신하고, 제 3 수신부는 「0.2」의 수광 강도에서 수신하고, 제 4 수신부는 「0.1」의 수광 강도로 수신한다. 이와 같이, 원칙적으로 제 1 광 송신부에 가장 가까운 제 1 광 수신부가 제 1 광 송신부의 송신 광 신호를 가장 강한 수광 강도로 수신한다. 그리고, 제 1 광 송신부로부터 떨어진 광 수신부일수록, 수신하는 수광 강도는 약해진다. 또한, 송신 광 신호가 전반하는 공간에 장해물 등이 존재함으로써, 상기 공간이 한결같다고는 인정되지 않는 경우에는, 제 1 광 송신부에 가장 가까운 제 1 광 수신부가, 제 1 광 송신부의 송신 광 신호를 가장 강한 수광 강도로 수신한다고는 한정되지 않는다. 여기에서, 도 3의 (b)에 도시한 값은, 광 송신부가 송신한 광 신호를 가장 강한 수광 강도로 수신한 광 수신부의 상기 수광 강도를 「1.0」으로 하고, 각 광 수신부의 수광 강도를 나타내고 있다. 그리고, 제 1 연산부(130)는 송신 광 신호와 각각의 수신 광 신호가 동일한 값이 되도록 전달 계수 를 정한다. 이 처리를 각각의 광 송신부에 대해서 실시함으로써, 제 1 연산부(130)는 모든 전달 계수를 정할 수 있다. 이와 같이, 광 송신부와 광 수신부가 각 3개 이상인 경우에도, 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우와 동일하게 전송로 측정을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 수신 장치를 사용하는 광 공간 전송 시스템에서는 통신 개시에 앞서, 이하에 설명하는 광 비트 간섭 성분 측정을 실시하는 것을 특징으로 한다. 도 4는 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우의 광 비트 간섭 성분 측정을 할 때의 조건을 도시한 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제 1 광 송신부(111)는 값이 「1」인 송신 전기 신호(t1)를 송신 광 신호(T1)로 변환하여 제 1 광 수신부(121) 및 제 2 광 수신부(122)로 송신한다. 이와 동시에, 제 2 광 송신부(112)는 값이 「1」인 송신 전기 신호(t2)를 송신 광 신호(T2)로 변환하여 제 1 광 수신부(121) 및 제 2 광 수신부(122)로 송신한다. 송신 광 신호(T1 및 T2)는 공간 중을 전반한 후에 제 1 광 수신부(121)에 의해 수신 광 신호(R1)로서 동시에 수신되고, 또한 공간 중을 전반한 후에 제 2 광 수신부(122)에 의해 수신 광 신호(R2)로서 동시에 수신된다. 제 1 광 수신부(121)는 자승 검파함으로써 수신 광 신호(R1)를 수신 전기 신호(r1)로 변환하여 출력한다. 동일하게, 제 2 광 수신부(122)는 자승 검파함으로써 수신 광 신호(R2)를 수신 전기 신호(r2)로 변환하여 출력한다(도 1을 참조).
여기에서, 수학식 12에 도시한 바와 같이 수신 전기 신호(r1)는 광 비트 간섭 성분(n1)을 포함하고, 수신 전기 신호(r2)는 광 비트 간섭 성분(n2)을 포함한 다. 또한, 수학식 12에서 송신 전기 신호(t1 및 t2)의 값은 각각 「1」이다. 그리고, 상기한 전송로 측정에 의해 전달 계수(h11~h22)의 값은 정해져 있으므로 k11~k22를 요소로 하는 행렬의 값도 정해진다(수학식 8 및 수학식 9를 참조). 이에 의해, 제 2 연산부(140)는 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)을 수신 전기 신호(r1 및 r2)에 의해 측정할 수 있다(수학식 12를 참조). 그리고, 제 2 연산부(140)는 측정된 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)의 값을 통신 개시에 앞서 유지한다.
또한, 광 송신부와 광 수신부가 각 3개 이상인 경우의 광 비트 간섭 성분을 측정할 때의 조건 및 각 광 수신부의 수광 강도로서, 도 5에 광 송신부와 광 수신부가 각 4개인 경우의 광 비트 간섭 성분을 측정할 때의 조건 및 각 광 수신부의 수광 강도의 일례를 도시한다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 어느 2개의 광 송신부가 값이 「1」인 송신 전기 신호를 송신 광 신호로 변환하여 각 광 수신부로 동시에 송신한다. 여기에서, 다른 광 송신부는 송신 전기 신호를 송신하지 않는다. 각 광 수신부는 공간 중을 전반한 수신 광 신호를 각각 수신한다. 동일하게 각 광 수신부는 도 5의 (a)에 도시한 모든 광 송신부의 조합(6가지)의 경우에서의 수신 광 신호를 각각 수신한다(도 5의 (b)를 참조). 예를 들어, 제 1 광 송신부 및 제 2 광 송신부가 동시에 송신 광 신호를 각 광 수신부로 송신하는 경우에는(도 5의 굵은 테두리로 나타내는 열을 참조), 제 1 광 수신부는 「0.50」의 수광 강도로 수신하고, 제 2 광 수신부는 「0.40」의 수광 강도로 수신하고, 제 3 광 수신부는 「0.10」의 수광 강도로 수신하고, 제 4 광 수신부는 「0.02」의 수광 강도로 수신하고 있다. 여기에서, 도 3을 사용하여 설명한, 광 송신부와 광 수신부가 각 4개인 경우의 전달 계수는 이미 정해져 있다. 이에 의해, 제 2 연산부(140)는 광 송신부의 모든 조합(6가지)의 경우의 광 비트 간섭 성분을, 수신 전기 신호에 의해 측정할 수 있다(수학식 12를 참조). 이와 같이, 광 송신부와 광 수신부가 각 3개 이상인 경우에도 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우와 동일하게 광 비트 간섭 성분을 측정할 수 있다. 또한, 3개 이상의 광 송신부가, 값이 「1」인 송신 전기 신호를 송신 광 신호로 변환하여 각 광 수신부로 동시에 송신하는 경우의 광 비트 간섭 성분은 상기한 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 측정된 광 비트 간섭 성분을 중합시킴으로써 측정할 수 있다.
도 6은 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정의 플로우차트를 도시한다. 도 6을 사용하여, 광 송신부와 광 수신부가 각 2개 이상인 경우의 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정의 플로우에 대해서 간단하게 설명한다. 우선, 송신 장치는 도 2 및 도 3을 사용하여 상세하게 설명한 바와 같이, 소정의 순번으로 광 송신부 중의 1개를 선택하여 발광시킨다(단계(S1)). 다음에 수신 장치는 전송로 측정을 실시한다(단계(S2)). 다음에, 수신 장치는 전송로 측정의 결과(전달 계수)를 기억한다(단계(S3)). 다음에, 송신 장치는 발광시키고 있지 않은 광 송신부가 있는지의 여부를 판단한다(단계(S4)). 발광시키고 있지 않은 광 송신부가 있는 경우에는 단계 1로 되돌아간다. 발광시키고 있지 않은 광 송신부가 없는 경우에는 송신 장치는 도 4 및 도 5를 사용하여 상세하게 설명한 바와 같이, 소정의 순번으로 광 송신부의 페어를 선택하여 동시에 발광시킨다(단계(S5)). 다음에, 수신 장치는 광 비트 간섭 성분 측정을 실시한다(단계(S6)). 다음에, 수신 장치는 광 비트 간 섭 성분 측정의 결과를 기억한다(단계(S7)). 다음에, 송신 장치는 동시에 발광시키고 있지 않은 광 송신부의 페어가 있는지의 여부를 판단한다(단계(S8)). 동시에 발광시키고 있지 않은 광 송신부의 페어가 있는 경우에는 단계(S5)로 되돌아간다. 동시에 발광시키고 있지 않은 광 송신부의 페어가 없는 경우에는 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정은 완료된다. 이상 설명한 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정이 실시된 후에, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 통신이 개시된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태의 수신 장치가, 전송되는 광 신호의 공간적 중첩 및 광 비트 간섭 성분을 제거하는 플로우차트를 나타낸다. 이하에서는 광 송신부와 광 수신부가 각 2개인 경우에 대해서 설명한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 연산부(130)는 유지하고 있던 전달 계수(h11~h22)의 값과 입력된 수신 전기 신호(r1 및 r2)를 이용하여, 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)의 영향을 고려하지 않은 값인 송신 전기 신호(t1’및 t2’)를 산출하는 (수학식 8~수학식 13을 참조) 연산 1을 실시한다(단계(S9)). 즉, 연산 1은 전송되는 광 신호의 공간적 중첩을 제거한다. 여기에서, 이미 설명한 바와 같이, 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)이 발생하지 않은 경우에는, 송신 전기 신호(t1’)와 송신 전기 신호(t1)는 동등해지고, 또한 송신 전기 신호(t2’)와 송신 전기 신호(t2)는 동등해진다(수학식 13을 참조). 그리고, 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)이 발생하는 경우에는, 연산 1은 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)을 제거할 수 없으므로(수학식 8~수학식 13을 참조), 송신 전기 신호(t1 및 t2)를 산출할 수 없다. 그리고, 제 1 연산부(130)는 송신 전기 신호(t1’ 및 t2’)를 제 2 연산부(140)로 출력한다(도 1을 참조).
다음에, 제 2 연산부(140)는 제 1 연산부(130)로부터 송신 전기 신호(t1’ 및 t2’)를 입력한다. 그리고, 제 2 연산부(140)는 송신 전기 신호(t1’ 및 t2’)에 대해서, 유지하고 있던 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)의 값을 고려함으로써 송신 전기 신호(t1” 및 t2”)를 산출하는(수학식 13을 참조) 연산 2를 실시한다(단계(S10)). 여기에서, 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)이 발생하는 경우에는, 송신 전기 신호(t1”)와 송신 전기 신호(t1)는 동등해지고, 또한 송신 전기 신호(t2”)와 송신 전기 신호(t2)는 동등해진다. 그리고, 광 비트 간섭 성분(n1 및 n2)이 발생하지 않는 경우에는 송신 전기 신호(t1”)와 송신 전기 신호(t1)는 다르고, 또한 송신 전기 신호(t2”)와 송신 전기 신호(t2)는 다르다(수학식 13 참조). 다음에, 제 2 연산부(140)는 입력된 송신 전기 신호(t1’및 t2’)를 기억한다(단계(S11)). 또한, 단계(S10)와 단계(S11)의 순서는 반대이어도 좋다. 다음에, 제 2 연산부(140)는 연산 2에 의해 얻어진 t1” 및 t2” 과, t1’ 및 t2’를 비교하여 최적인 쪽을 송신 전기 신호(t1 및 t2)로서 결정한다(단계(S12)). 그리고, 제 2 연산부(140)는 송신 전기 신호(t1 및 t2)를 출력한다(단계(S13)). 이와 같이, 본 발명의 일 실시 형태의 수신 장치는 전송되는 광 신호의 공간적 중첩 및 광 비트 간섭 성분을 제거할 수 있다.
또한, 광 송신부와 광 수신부가 각 3개 이상인 경우, 본 발명의 수신 장치가, 전송되는 광 신호의 공간적 중첩 및 광 비트 간섭 성분을 제거하는 동작에 대해서 도 7을 유용하여 설명한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 연산부(130)는 전송로를 측정하여 유지하고 있던 전달 계수를 사용하여 연산 1을 실시함으로써, 송신 전기 신호(t1’~tm’(m은 3 이상의 정수임))를 산출한다(단계(S9)). 그리고, 제 1 연산부(130)는 송신 전기 신호(t1’~tm’)를 제 2 연산부(140)로 출력한다.
다음에, 제 2 연산부(140)는 제 1 연산부(130)로부터 송신 전기 신호(t1’~tm’)를 입력한다. 그리고, 제 2 연산부(140)는 송신 전기 신호(t1’~tm’)에 대해서, 제 2 연산부(140)가 광 비트 간섭 성분을 측정하여 유지하고 있던 광 비트 간섭 성분(n1~mn)의 값을 고려함으로써 송신 전기 신호(t1”~tm”)를 산출하는 연산 2를 실시한다(단계(S10)). 여기에서, 이미 설명한 바와 같이, 적어도 2개 이상의 광 송신부가 동시에 송신 전기 신호를 방사하고 있는 경우에는, 광 비트 간섭 성분(n1~nm)이 발생하고 있다. 또한, 광 비트 간섭 성분(n1~nm)은 송신 전기 신호를 방사하는 광 송신부의 조합에 따라 다르므로 복수 그룹 측정되어 있다. 구체적으로는 제 2 연산부(140)는 상기한 복수 그룹의 광 비트 간섭 성분(n1~nm)의 각각에 대해서 연산 2를 실시함으로써, 복수 그룹의 송신 전기 신호(t1”~tm”)를 산출한다. 다음에, 제 2 연산부(140)는 송신 전기 신호(t1’~tm’)를 기억한다(단계(S11)). 또한, 단계(S10)와 단계(S11)의 순서는 반대이어도 좋다. 그리고, 제 2 연산부(140)는 연산 2에 의해 얻어진 복수 그룹의 송신 전기 신호(t1”~tm”) 및 1그룹의 송신 전기 신호(t1’~t4’) 중에서 최적인 1그룹을 송신 전기 신호(t1~tm)로서 선택한다(단계(S12)). 다음에 제 2 연산부(140)는 송신 전기 신호(t1~tm)를 출력한다(단계(S13)). 이와 같이, 송신부와 광 수신부가 각 3개 이상인 경우이어도, 본 발명의 일 실시 형태의 수신 장치는 전송되는 광 신호의 공간적 중첩 및 광 비트 간섭 성분을 제거할 수 있다.
여기에서, 광 비트 간섭 성분은 광 송신부로부터 송신되는 2개의 광 신호의 편파 방향이 일치함으로써 발생하고, 상기 2개의 광 신호의 편파 방향이 어긋남에 따라서 감소하는 성질을 갖는다. 이로부터 인접하는 광 송신부로부터 송신되는 광 신호의 편파를 각각 직교시키는 것으로 하고, 또한 수신 장치(150)측에서 광 비트 간섭 성분이 소정의 허용값 이하 밖에 발생하고 있지 않은 것을 확인할 수 있었던 경우에는, 제 2 연산부(140)는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리를 실시할 필요가 없게 된다. 따라서, 제 2 연산부(140)는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리에 앞서 광 비트 간섭 성분이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하여, 소정의 허용값 이하가 아닌 경우에 한하여 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리를 실시하고, 소정의 허용값 이하의 경우에는 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리는 실시하지 않는 것으로 해도 좋다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시 형태의 수신 장치에서는 통신 개시에 앞서 실시하는 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 수득된 값을 고려하여 연산 1 및, 필요에 따라서 연산 2를 실시함으로써 송신 전기 신호를 구한다. 이에 의해, 공간을 통하여 전송되는 각 광 신호의 공간적인 중첩을 제거하고, 또한 필요한 경우에는 광 비트 간섭 성분을 제거할 수 있다. 이 결과로서 고품질인 전송 성능을 얻을 수 있다.
또한, 이상에서는 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정을 실시할 때, 수신 장치는 송신 장치의 광 송신부가 발광하는 순번을 유지하고 있는 것으로서 설명 했지만, 상기 발광하는 순번은 예를 들어, 도 8에 도시한 프레임에 의해, 수신 장치에 통지된다. 도 8에 본 발명의 일 실시 형태에 관한 수신 장치가 수신하는 프레임의 구성예를 도시한다. 도 8의 프레임에서 프리앰블은 일반적으로 사용되는 동기 확립용 고정 패턴 신호이고, 광 MIMO 정보는 전송 속도 등을 나타내는 광 MIMO용 제어 정보 등이고, 광 MIMO 프리앰블은 광 MIMO 채널 측정용 프리앰블 신호이며, 프레임 본체는 수신하는 데이터 신호 등이다. 그리고, 광 MIMO 채널 측정용 프리앰블 신호는 전송로 측정 및 광 비트 간섭 성분 측정을 실시하기 위해 수신 장치에 통지되는, 광 송신부가 발광하는 순번을 도시한 신호 등이다.
또한, 본 실시예에서는 2값 디지털 신호의 경우에 대해서 설명했지만, 다값 디지털 신호 등과 같이 다른 신호 포맷의 경우도 좋다.
또한, 반송파를 사용한 서브 캐리어 전송의 경우나, 광원의 구동 전류를 소량 흘려 두는 경우에는, 항상 모든 광 송신부로부터 광 신호가 방사되고 있다. 이 경우에는 광 비트 간섭 성분이 항상 존재하므로, 0개 또는 1개의 광 송신부가 송신 광 신호를 송신하고 있는 경우의 광 비트 간섭 성분에 대해서도 측정해 둔다. 그리고, 0개 또는 1개의 광 송신부가 송신 광 신호를 송신하고 있는 경우의 광 비트 간섭 성분도 포함한 광 비트 간섭 성분의 각각에 대해서 연산 2를 실시한다. 그리고, 산출된 복수 그룹의 송신 전기 신호(t1”~tm”) 중에서 최적인 1그룹을 송신 전기 신호(t1~tm)로서 선택하면 좋다. 단, 광 주파수 변조했을 때 발생하는 첩(chirp)의 영향이 큰 경우에는 디지털 신호의 경우와 동일하게, 전송되는 신호 성분마다 광 비트 간섭 성분을 통신 개시에 앞서 측정해 두면 좋다.
또한, 제 1 연산부(130)는 전송로 측정에 의해 얻어진 값을 개서(改書) 가능한 메모리에 보존해 둠으로써, 소정의 전송로 상황에서는 다시 전송로 측정을 실시하지 않고 고품질로 송신 전기 신호를 재생할 수 있다. 동일하게 제 2 연산부(140)는 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 얻어진 값을 개서 가능한 메모리에 보존해 둠으로써, 소정의 전송로 상황에서는 다시 광 비트 간섭 성분 측정을 실시하지 않고 고품질로 송신 전기 신호를 재생할 수 있다. 또한, 이상의 설명에서는 광 송신부 및 광 수신부를, 각 2대와 각 4대의 경우를 이용하여 주로 설명했지만, 이들의 수량은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제 1 연산부와 제 2 연산부를 하나의 연산부로 해도 좋다.
본 발명은 복수의 광 수신부를 구비하는 광 공간 전송용 수신 장치 등에 이용 가능하고, 특히 전송되는 광 신호의 공간적 중첩 및 광 비트 간섭 성분을 제거하여 고품질인 전송 성능을 얻고 싶은 경우 등에 유용하다.

Claims (13)

  1. 공간 중에 방사된, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호를 수신하는 광 공간 전송용 수신 장치에 있어서,
    상기 복수의 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 복수의 광 수신부,
    상기 복수의 전기 신호에 대해서, 상기 공간 중을 상기 복수의 광 신호가 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 처리를 실시하는 제 1 연산부, 및
    상기 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 제 2 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 연산부는 상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 상기 소정의 허용값 이하가 아닌 경우에는, 상기 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호에 대하여, 추가로 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 연산부는 상기 제 1 연산부에서 처리된 1그룹의 복수의 전기 신호 와, 상기 1그룹의 복수의 전기 신호에 대해서 상기 제 2 연산부에서 처리된 복수 그룹의 복수의 전기 신호 중에서, 최적인 1 그룹의 복수의 전기 신호를 상기 복수의 송신 전기 신호로서 결정하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 연산부는 전송로 측정에 의해 얻어진 전반 계수의 값을 이용하여, 상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하고,
    상기 제 2 연산부는 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 얻어진 광 비트 간섭 성분의 값을 이용하여, 상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 비트 간섭 성분은 상기 복수의 광 신호를 방사하는 복수의 광 송신부 중 어느 2개의 광 송신부로부터만 동시에 방사된 광 신호를 상기 복수의 광 수신부가 수신하는 것을, 2개의 광 송신부의 모든 조합으로 실행함으로써 측정되는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호는 인접하는 상기 광 신호의 편파(偏波)가 각각 직교하고 있고,
    상기 제 2 연산부는 상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 상기 소정의 허용값 이하인 경우에는, 상기 제 1 연산부에서 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호를, 상기 복수의 송신 전기 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 장치.
  7. 공간 중에 방사된, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호를 수신하는 광 공간 전송용 수신 방법에 있어서,
    상기 복수의 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 단계,
    상기 복수의 전기 신호에 대해서, 상기 공간 중을 상기 복수의 광 신호가 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계,
    상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호에 대해서, 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 상기 소정의 허용값 이하가 아닌 경우에는 상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 처리를 실시하는 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계에서 처리된 1그룹의 복수의 전기 신호와, 상기 1 그룹의 복수의 전기 신호에 대해서 상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 단계에서 처리된 복수 그룹의 복수의 전기 신호 중에서, 최적인 1그룹의 복수의 전기 신호를 상기 복수의 송신 전기 신호로서 결정하는 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계에서는, 전송로 측정에 의해 얻어진 전반 계수의 값을 사용하고,
    상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형을 제거하는 단계에서는, 광 비트 간섭 성분 측정에 의해 얻어진 광 비트 간섭 성분의 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광 비트 간섭 성분은 상기 복수의 광 신호를 방사하는 복수의 광 송신부 중 어느 2개의 광 송신부만으로부터 동시에 방사된 광 신호를 상기 복수의 광 수신부가 수신하는 것을, 2개의 광 송신부의 모든 조합으로 실행함으로써 측정되는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호는 인접하는 상기 광 신호의 편파가 각각 직교하고 있고,
    상기 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 상기 소정의 허용값 이하인 경우에는, 상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호를, 상기 복수의 송신 전기 신호로서 출력하는 것을 특징으로 하는 광 공간 전송용 수신 방법.
  13. 공간 중에 방사된, 복수의 송신 전기 신호로부터 변환된 복수의 광 신호를 수신하는 광 공간 전송용 수신 장치가 실행하는 프로그램에 있어서,
    상기 복수의 광 신호를 수신하고, 수신한 광 신호를 복수의 전기 신호로 각각 변환하는 단계,
    상기 복수의 전기 신호에 대해서, 상기 공간 중을 상기 복수의 광 신호가 전반함으로써 발생하는 간섭 성분을 제거하는 단계 및,
    상기 전반함으로써 발생하는 간섭 성분이 제거된 상기 복수의 전기 신호에 대해서 광 비트 간섭에 의해 발생하는 변형이 소정의 허용값 이하인지의 여부를 산출하는 단계를 실행하기 위한 프로그램.
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